OpenStack虚拟机如何获取metadata

 1. 关于OpenStack metadata服务

我们知道OpenStack虚拟机是通过cloud-init完成初始化配置，比如网卡配置、hostname、初始化密码以及密钥配置等。cloud-init是运行在虚拟机内部的一个进程，它通过datasource获取虚拟机的配置信息(即metadata)。cloud-init实现了很多不同的datasource，不同的datasource实现原理不一样。比较常用的datasource主要有以下两种：

ConfigDriver: Nova把所有配置信息写入到本地的一个raw文件中，然后通过cdrom形式挂载到虚拟机中。此时在虚拟机内部可以看到类似/dev/sr0（注：sr代表 scsi + rom)的虚拟设备。cloud-init只需要读取/dev/sr0文件信息即可获取虚拟机配置信息。

Metadata: Nova在本地启动一个HTTP metadata服务，虚拟机只需要通过HTTP访问该metadata服务获取相关的虚拟机配置信息。

ConfigDriver的实现原理比较简单，本文不再介绍。这里重点介绍Metadata，主要解决以下两个问题：

Nova Metadata服务启动在宿主机上（nova-api所在的控制节点），虚拟机内部租户网络和宿主机的物理网络是不通的，虚拟机如何访问Nova的Metadata服务。

假设问题1已经解决，那么Nova Metadata服务如何知道是哪个虚拟机发起的请求。

2. Metadata服务配置

2.1 Nova配置

Nova的metadata服务名称为nova-api-metadata，不过通常会把服务与nova-api服务合并:

[DEFAULT] 

enabled_apis = osapi_compute,metadata 

另外虚拟机访问Nova的Metadata服务需要Neutron转发，原因后面讲，这里只需要注意在nova.conf配置:

[neutron] 

service_metadata_proxy = true 

2.2 Neutron配置

前面提到虚拟机访问Nova的Metadata服务需要Neutron转发，可以通过l3-agent转发，也可以通过dhcp-agent转发，如何选择需要根据实际情况：

通过l3-agent转发，则虚拟机所在的网络必须关联了router。

通过dhcp-agent转发，则虚拟机所在的网络必须开启dhcp功能。

Metadata默认是通过l3-agent转发的，不过由于在实际情况下，虚拟机的网络通常都会开启dhcp功能，但不一定需要router，因此我更倾向于选择通过dhcp-agent转发，配置如下:

# /etc/neutron/dhcp_agent.ini [DEFAULT] 

force_metadata = true 

# /etc/neuron/l3_agent.ini [DEFAULT] 

enable_metadata_proxy = false 

本文接下来的所有内容均基于以上配置环境。

3 OpenStack虚拟机如何访问Nova Metadata服务

3.1 从虚拟机访问Metadata服务说起

cloud-init访问metadata服务的URL地址是，这个IP很特别，主要是效仿了AWS的Metadata服务地址，它的网段是169.254.0.0/16，这个IP段其实是保留的，即IPv4 Link Local Address，它和私有IP(10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16)类似，不能用于互联网路由，通常只用于直连网络。如果操作系统(Windows)获取IP失败，也有可能自动配置为169.254.0.0/16网段的一个IP。

那AWS为什么选择169.254.169.254这个IP呢，这是因为选择Link Local IP可以避免与用户的IP冲突，至于为什么选择169.254.169.254这个IP而不是169.254.0.0/24的其它IP，大概是为了好记吧。

另外AWS还有几个很有趣的地址：

169.254.169.253: DNS服务。

169.254.169.123: NTP服务。

更多关于169.254.169.254信息，可以参考whats-special-about-169-254-169-254-ip-address-for-aws。

OpenStack虚拟机也是通过获取虚拟机的初始化配置信息：

$ curl -sL 169.254.169.254/openstack/latest/meta_data.json {"uuid": "daf32a70-42c9-4d30-8ec5-3a5d97582cff", "availability_zone": "nova", "hostname": "int32bit-test-1.novalocal", "launch_index": 0, "devices": [], "project_id": "ca17d50f6ac049928cc2fb2217dab93b", "name": "int32bit-test-1"} 

从以上输出可见从metadata服务中我们获取了虚拟机的uuid、name、project id、availability_zone、hostname等。

虚拟机怎么通过访问169.254.169.254这个地址就可以获取Metadata信息呢，我们首先查看下虚拟机的路由表:

# route -n 

Kernel IP routing table